一種用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法
2023-07-26 20:43:16
專利名稱：一種用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法
技術領域：
本發明涉及視頻監控領域，具體涉及一種用於網絡視頻監控中檢測視頻遮 擋的方法。
背景技術：
隨著社會信息化程度的不斷提高，社會各行各業需要實施遠程視頻監控的 範圍大大增加，由傳統的安防監控向管理監控和生產經營監控發展。而且視頻監控技術也經歷了本地模擬視頻監控、基於PC的多媒體監控、以及現在流行的 基於Web伺服器的遠程視頻監控，即網絡視頻監控。但是不管用於什麼場合，採用什麼技術，對於視頻監控而言，都要從圖像 採集設備獲得視頻源， 一旦視頻源出現問題， 一切均是枉然。要保證視頻監控 能達到預期的目的，首先就得保證能正確地獲得-f見頻源，因此，及時檢測到4見 頻被惡意遮擋是一個不容忽視的問題。發明內容本發明的目的是提出 一種用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，用以 快速而準確4企測視頻是否發生遮擋。為了實現上述發明目的，本發明具體是這樣實現的一種用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，包括如下步驟步驟l,獲得第一參考幀；步驟2，從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若是， 則進入步驟3，否則，重複步驟2;
步驟3,從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若是，則重複步驟3，否則，進入步驟4;步驟4,用步驟3獲得的圖像幀與第一參考幀做差分，得到運動區域，並將 所述圖像幀存儲，作為第二參考幀，並獲得一設定的參考值；步驟5，從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若是， 則進入步驟3否則，進入步驟6;步驟6，用步驟5中獲得的圖像幀上的相關運動區域與第二參考幀上對應的 運動區域做差分，得到發生運動的宏塊數，將得到的宏塊數與設定的第一閾值 比較，超過閾值則轉入步驟2，否則，轉入步驟7;步驟7,獲得所述步驟5中得到的圖像幀的參考值，將該參考值與步驟4獲 得的參考值累加，將累加值與設定的第二閾值進行比較，沒有超過閾值，則轉 入步驟5，否則，視頻發生遮擋，對累加值清零。所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，還包括步驟8,將所述步驟5中獲得的非I圖像幀與第一參考幀進行比較，獲得發 生運動的區域，計算出該區域中每個宏塊的亮度均值，取其中一亮度均值作為 樣本值與其他均值求差的絕對值，若所有的絕對值都不超過設定的第三閥值， 則視頻發生遮擋，否則，視頻發生運動。所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，所述步驟4中，具體是 這樣實現的計算所述步驟3中獲得的圖像幀的宏塊與第一參考幀對應的宏塊中的象素 亮度差的絕對值，若得到的絕對值與設定的閥值Ti比較，若大於閥值，則相應 的象素發生運動，進而判定宏塊發生了運動，得到運動區域，否則，圖像幀沒 有發生運動。接上方案，在得到象素發生運動後，還可進行如下處理判斷發生運動的 象素數是否大於設定的閥值T2，若大於，則對應的宏塊發生了運動，以此得到 運動區域，否則，圖像幀未發生運動。
所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，所述步驟3中，從編碼器中獲得圖像幀的運動矢量；所述步驟4具體是這樣實現的計算基於每個宏塊的數據塊的運動矢量的 絕對值是否大於閥值TV,若大於，則相應的數據塊發生運動，則對應的宏塊發 生運動，以此得到運動區域，否則圖像幀未發生運動。所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，判斷每個宏塊中發生運 動的數據塊個數是否大於閥值T2'，若大於，則對應的宏塊發生運動，以此得到 運動區域，否則圖像幀未發生運動。所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，其中每4個宏塊取一個 宏塊來計算，在每個宏塊中每4個象素點取1個，在一個宏塊中採用4x4個象 素點計算亮度均值。本發明所述方法結合視頻編碼，在進行視頻監控時對視頻遮擋進行檢測， 由於本發明釆用多個檢測步驟給予保障，故出現漏報和誤報的機率大大減小， 增加了檢測的準確性。本發明是直接從編碼器獲得圖像幀的信息，且不需要對 檢測期間的所有圖像幀進行比較，只對運動區域進行比較，故大大降低了 CPU 的佔有率。
圖1是本發明用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法的流程圖； 圖2是遮擋發生初始的一種情況； 圖3是遮擋發生過程中的一種情況； 圖4是遮擋發生後的一種情況； 圖5是遮擋發生後的另一種情況。
具體實施方式
本發明所述方法的主要技術思想是結合視頻編碼，對視頻監控中是否存在
惡意遮擋給予檢測，直接從編碼器中獲得圖像幀的信息，只對其中的運動區域 進行比較，以此獲得視頻是否被遮擋。如圖1所示為本發明所述方法的主要步驟如下 步驟l,獲得第一參考幀&;步驟2,從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若是， 則進入步驟3，否則，重複步驟2;步驟3，繼續從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若 是，則重複步驟3，否則，進入步驟4;步驟4，用步驟3獲得的圖像幀與第一參考幀做差分，得到運動區域，並將 該圖像幀予以存儲，作為第二參考幀R2，獲得一設定的參考值；步驟5，繼續從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若 是，則轉入步驟3，否則，進入步驟6;步驟6,用步驟5中獲得的圖像幀上的相關運動區域與第二參考幀上對應的 運動區域做差分，得到發生運動的宏塊數，將得到的宏塊數與設定的第一閾值 比較，超過閾值則轉入步驟2，否則，轉入步驟7;步驟7,獲得所述步驟5中得到的圖像幀的參考值，將該參考值與步驟4獲 得的參考值累加，將累加值與設定的第二閾值進行比較，沒有超過閾值，則轉 入步驟5，否則，視頻發生遮擋，對累加值清零，並轉入步驟8。步驟8、進行遮擋校驗，並根據校驗信息決定是否上報發生遮擋。下面結合附圖對本發明所述方法的具體實施方式
進行詳細說明。5101, 獲取第一參考幀Rj。第一參考幀Ri的獲取間隔時間較長，可以是幾分鐘，有時可能間隔幾十分 鍾更新一次背景，即獲取第一參考幀R"5102, 從編碼器獲得一圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若是I 幀，則將該圖像幀記為Fn,轉入下一步，否則，重複S102。如圖2所示， 一旦發生遮擋，圖像幀的變化非常大，此時編碼器不再作幀間編碼，則當前圖像幀Fn是I幀，因此如果從編碼器中獲取的圖像幀是I幀， 則可能會發生視頻遮擋，繼續獲得下一圖像幀F^的幀類型信息，如圖3所示， 該幀變化依然比較大，不能斷定發生了遮擋，繼續從編碼器中獲取圖像幀Fn+2， 如圖4所示，Fw與Fn+!的情況類似均是I幀，但也不能斷定發生了遮擋。5103, 繼續從編碼器中獲得圖像幀的幀類型信息,判斷該幀是否為I幀，若是，則重複S103,否則，將該圖像幀記為Fn+3，轉入下一步。5104, 將圖像幀Fn+3與第一參考幀R^乍差分獲得運動區域Recl，如圖4中 黑色部分所示。在獲得運動區域的過程中，是以宏塊為單位進行。即計算Fw的宏塊與第一參考幀Ri對應的宏塊中的象素亮度差的絕對值，若得到的絕對值與閥值T,比較，若大於閥值，則相應的象素發生運動，為了避免噪聲對圖像運動的影響，進而判斷發生運動的象素數是否超過閥值T2，若超過，則對應的宏塊發生了運動，以此確定運動區域。同時，還需將幀Fn+3存儲起來作為第二參考幀R2,並獲得一參考值。考慮到實際情況會比較複雜，為了提高檢測的準確性，可以多獲得幾個非I幀的圖像幀後再進行檢測，取靠後獲得的非I幀的圖像幀與第一參考幀R i進行差分獲得運動區域。若採用運動矢量來獲得運動區域，則在從編碼器中獲得圖像幀時，不但要 獲取幀類型信息，還要獲得該幀的運動矢量。以宏塊為單位進行運動區域計算，採用H.264編碼器，該編碼器支持4x4類型的分塊方式，每個宏塊中有16個4x4 的數據塊，計算基於數據塊的運動矢量的絕對值是否超過閥值TV,若超過，則 相應的數據塊發生運動，為了避免噪聲對圖像運動的影響，進而判斷一個宏塊 中發生運動的數據塊的個數是否大於閥值TV,若大於，則相應的宏塊發生運動， 進而確定運動區域。5105, 繼續從編碼器中獲得圖像幀，判斷該幀是否為I幀，若是，則進入 S103,否則，將該圖像幀記為Fn十4，轉入下一步。 5106, 將圖像幀Fn+4的相關區域Recl ( S104中獲得的運動區域)與第二參 考幀R2相對應區域(S104中獲得的運動區域)做差分，獲得發生運動的宏塊數， 將該計數與設定的第一閾值T3做比較，若大於閥值，則表示是偽遮擋，轉到S102 重新開始執行，否則，則轉入S107。由於可能會出現如圖4所示的意外情況，第一閾值T3的設定在不影響檢測 精度的情況下儘可能設大點。5107, 獲得S105中得到的圖像幀的參考值，將該值與S104得到的參考值 相加並與第二閾值T4比較，若超過，則可能發生遮擋，將累加的參考值清零， 轉入S108，否則，轉入S105。為了提高檢測準確性，可以間隔幾幀做一次處理(例如，S106中的進行運動區域計算的圖像幀，可以是S105中獲取的第1個、2個、4個或8個.......非I幀)，只需將相應的參考值適當增大即可。為了提高遮擋的檢測準確度還可補充如下步驟S108，將最後累加參考值超過閾值T4的那一幀與第一參考幀進行比較，獲 得運動區域Rec2。由於發生遮擋的時候運動區域的空間相關性非常的強，所以每4個宏塊取 一個宏塊來進行處理是完全可行的，不會影響最終結果。每個宏塊中又每4個 像素點取一個，即一個宏塊共4x4個像素點求均值。完成計算運動區域中每個 宏塊的亮度均值運算後，取其中一個均值作為樣本值與其他均值求差的絕對值。 當所有的絕對值均不超過閾值Ts時，則表明該運動區域的亮度值相差不大，就 說明發生了遮擋，上報發生遮擋，反之，不上報，轉入S102,說明只是其他情 況引起的，例如轉動攝像頭再停下的情況，如果不進行該校驗步驟就會對這種 情況產生遮擋報警。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發 明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換等，均應包含在本發明的保 護範圍之內。
權利要求
1、一種用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，其特徵在於包括如下步驟步驟1，獲得第一參考幀；步驟2，從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若是，則進入步驟3，否則，重複步驟2；步驟3，從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若是，則重複步驟3，否則，進入步驟4；步驟4，用步驟3獲得的圖像幀與第一參考幀做差分，得到運動區域，並將所述圖像幀存儲，作為第二參考幀，並獲得一參考值；步驟5，從編碼器獲得圖像幀的幀類型信息，判斷該幀是否為I幀，若是，則進入步驟3，否則，進入步驟6；步驟6，用步驟5中獲得的圖像幀上的相關運動區域與第二參考幀上對應的運動區域做差分，得到發生運動的宏塊數，將得到的宏塊數與設定的第一閾值比較，超過閾值則轉入步驟2，否則，轉入步驟7；步驟7，獲得所述步驟5中得到的圖像幀的參考值，將該參考值與步驟4獲得的參考值累加，將累加值與設定的第二閾值進行比較，沒有超過閾值，則轉入步驟5，否則，視頻發生遮擋，對累加值清零。
2、 如權利要求1所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，其特徵 在於，還包括步驟8,將所述步驟5中獲得的非I圖像幀與第一參考幀進行比較，獲得發 生運動的區域，計算出該區域中每個宏塊的亮度均值，取其中一亮度均值作為 樣本值與其他均值求差的絕對值，若所有的絕對值都不超過設定的第三閥值， 則視頻發生遮擋，否則，視頻發生運動。
3、 如權利要求1或2所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，其 特徵在於，所述步驟4中，具體是這樣實現的計算所述步驟3中獲得的圖像幀的宏塊與第一參考幀對應的宏塊的象素亮度差的絕對值，若得到的絕對值與設定的閥值Ti比較，若大於閥值，則相應的象素發生運動，進而判定宏塊發生了運動，得到運動區域，否則，圖像幀沒有 發生運動。
4、 如權利要求3所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，其特徵在於，在得到象素發生運動後，進一步進行如下處理，判斷發生運動的象素數是否大於設定的閥值T2，若大於，則對應的宏塊發 生了運動，以此得到運動區域，否則，圖像幀未發生運動。
5、 如權利要求1或2所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，其 特徵在於，所述步驟3中，從編碼器中獲得圖像幀的運動矢量； 所述步驟4具體是這樣實現的計算基於每個宏塊的數據塊的運動矢量的絕對值是否大於閥值Tr，若大於， 則相應的數據塊發生運動，則對應的宏塊發生運動，以此得到運動區域，否則 圖像幀未發生運動。
6、 如權利要求5所述的用於網絡視頻監控中4企測視頻遮擋的方法，其特徵 在於，判斷每個宏塊中發生運動的數據塊個數是否大於閥值T2',若大於，則對應的宏塊發生運動，以此得到運動區域，否則圖像幀未發生運動。
7、 如權利要求2所述的用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法，其特徵 在於，每4個宏塊取一個宏塊來計算，在每個宏塊中每4個象素點取1個，在一 個宏塊中採用4x4個象素點計算亮度均值。
全文摘要
本發明提出一種用於網絡視頻監控中檢測視頻遮擋的方法包括，獲得第一參考幀；從編碼器獲得當前幀是否為I幀的信息，如果是連續的I幀表示為大運動而非遮擋；從第一個非I幀開始與第一參考幀相比獲得變化區域，且將當前幀作為第二參考幀，記下一參考值；如果後續幀均為非I幀，則用所述變化區域的對應區域與第二參考幀作比較，獲得其運動信息，記下另一參考值，將兩個參考值累加後超過設定的閾值則報警；如果後續幀又有I幀，則累加的參考值清零再重複。本發明是直接從編碼器獲得圖像幀的信息，且不需要對檢測期間的所有圖像幀進行比較，只對運動區域進行比較，故大大降低了CPU的佔有率，且很好地檢測到遮擋，減少誤報和漏報。
文檔編號G06T7/20GK101119480SQ200710145468
公開日2008年2月6日 申請日期2007年9月13日 優先權日2007年9月13日
發明者鑫 佟, 帥 劉, 劉軍莉, 張良平, 段新平, 軍 陳 申請人:中興通訊股份有限公司